Schnelle glykoqualitative Bewertung rekombinanter Proteine mit einem vollautomatischen System
28. Juni 2024
Zuvor wurde ein System zur automatisierten und schnellen Analyse von Glykanen auf Proteinen entwickelt. In diesem Artikel wird das Protokoll für die "glykoqualitative Analyse" vorgestellt, das für ein breites Spektrum von Anwendern optimiert ist, z. B. für diejenigen, die sich mit der Analyse von Glykanstrukturen in Biopharmazeutika und anderen Glykokonjugatmaterialien beschäftigen.
Unser Anwendungsbereich ist die Proteinglykosylierung. Glykanstrukturen sind an Veränderungen der Stabilität und Funktion von Biopharmazeutika beteiligt, und zwar in vielerlei Hinsicht zusammen mit Wirtszellspezies und Kulturbedingungen. Unter bestimmten Produktionsbedingungen kann es zu einem gewissen Grad verunreinigt sein.
Unser Ziel ist es, benutzerfreundliche Werkzeuge für eine solche Glykan-Qualifizierung zu entwickeln. Hauptsächlich LC und Massenspektrometrie. Für einfache Tests sind jedoch vektorbasierte Technologien anwendbar.
Den Forschern stehen viele Arten von Lektinen mit unterschiedlichen Spezifitäten zur Verfügung, und jedes Lektin bindet an bestimmte Glykane. So können wir Glykanstrukturen durch die Mehrfachverwendung von Lektin-für-Lektin-Protein, Lektin-ELISA und Lektin-Microarray abschätzen. Glykosylierungen finden in funktionellen Proteinen in unserem Körper statt.
Die Glykanstruktur verändert sich zusammen mit Krankheiten. Heutzutage haben wir mehrere krankheitsspezifische Glykosylierungen als diagnostische Biomarker verwendet, wie z.B. C99 und FBL3. Nicht nur neue Biomarker-Kandidaten wurden mit Next-Gen-basierten Technologien entdeckt, für die Validierung benötigen wir ein Qualifizierungssystem.
Die Glyko-Qualifizierung ist harte Arbeit. Wir müssen in kurzer Zeit Hunderte oder Tausende von Zahlen analysieren. Es gibt jedoch kein System, das den Anforderungen gerecht wird.
Unsere Analysemethode ist die einzige mit einem vollautomatischen Messprozess, reduziert den Personalaufwand drastisch und ermöglicht uns eine effektive Validierung. Unsere Arbeit zielt darauf ab, unser Schnellinstrument, insbesondere für die quantitative Messung, weiter zu verbessern. Danach erwarten wir, ein einzigartiges Diagnosewerkzeug mit einem Glyko-Biomarker-Panel zu realisieren, das mit unserem Multi-Detektionssystem gemessen wird.
Daher konzentrieren wir uns auf die Entdeckung von krankheitsspezifischen Glyko-Biomarkern.
Übersicht
Dieser Artikel stellt ein Protokoll für die glykoqualitative Analyse vor, das auf die automatisierte und schnelle Analyse von Glykanen an Proteinen fokussiert ist. Ziel ist es, benutzerfreundliche Werkzeuge für Forscher bereitzustellen, die Glykanstrukturen in Biopharmazeutika und glykokonjugierten Materialien analysieren.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Biopharmazeutika
- Glykobiologie
- Analytische Chemie
Hintergrund
- Die Protein-glykosylierung beeinflusst Stabilität und Funktion von Biopharmazeutika.
- Glykanstrukturen können durch die Wirtszellart und Kulturbedingungen verändert werden.
- Allergene Glykane können unter bestimmten Bedingungen Produkte verunreinigen.
- Lektinbasierte Technologien stehen für die Glykananalyse zur Verfügung.
Zweck der Studie
- Entwicklung eines Glyko-Qualifizierungssystems für die schnelle Analyse.
- Unterstützung der Entdeckung krankheitsspezifischer Glykobiomarker.
- Verbesserung der quantitativen Messfähigkeiten in der Glykananalyse.
Verwendete Methoden
- Lektin-für-Lektin-Blotting
- Lektin-ELISA
- Lektin-Mikroarray
- Automatisierte Messverfahren
Hauptergebnisse
- Entwicklung eines vollautomatischen Glyko-Qualifizierungssystems.
- Reduzierung des Personalaufwands für die Glykananalyse.
- Identifizierung neuer Biomarker-Kandidaten mittels Lectin-Technologien.
- Einrichtung eines glykosylierbasierten Biomarker-Panels für die Diagnostik.
Schlussfolgerungen
- Das automatisierte System verbessert die Effizienz der Glykananalyse erheblich.
- Es unterstützt die Validierung krankheitsspezifischer Glykosylierungsbiomarker.
- Zukünftige Arbeiten zielen darauf ab, quantitative Messmethoden weiter zu verfeinern.
Häufig gestellte Fragen
Aussagekräftige Branchenrelevanz
Schnelle und zuverlässige Glyko-Charakterisierung ist entscheidend für biopharmazeutische Produkte&D, da die Glykan-Heterogenität die Produktstabilität, Wirksamkeit und Immunogenität direkt beeinflusst. Das vollautomatische, auf Lektinen basierende System zur Glykan-Profilierung ermöglicht eine hochdurchsatzfähige und reproduzierbare Beurteilung der Glykosylierung rekombinanter Proteine und unterstützt damit die Überwachung kritischer Qualitätsmerkmale sowie die Validierung von Biomarkern. Diese Fähigkeit erhöht die Vorhersagesicherheit und beschleunigt die Entscheidungsfindung an entscheidenden Wendepunkten von Entdeckung und Entwicklung.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung&D
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht die schnelle Untersuchung von Glykosylierungsmustern, um Struktur-Funktions-Beziehungen bei Kandidatenproteinen zu klären.
- Unterstützt die biologische Risikominderung, indem glykanische Varianten erkannt werden, die die therapeutische Wirksamkeit oder Sicherheit beeinträchtigen könnten.
- Erleichtert die Portfolio-Priorisierung, indem frühzeitige glykoanalytische Charakterisierungsdaten für die Auswahl von Kandidaten bereitgestellt werden.
Screening und Assay-Entwicklung
- Bereitet validierte Glykoproteinproben für nachgeschaltete analytische und funktionelle Assays vor.
- Liefert standardisierte, quantitative Glykanprofile, um die Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit von Assays sicherzustellen.
- Ermöglicht eine skalierbare, hochdurchsatzfähige Untersuchung von Glykosylierungsvarianten unter verschiedenen Produktionsbedingungen.
Translationale und präklinische Forschung
- Ermöglicht die Einbindung von Glykan-Profilanalysen in arbeitsabläufe zur entdeckungsorientierten Identifizierung und Validierung krankheitsrelevanter Biomarker.
- Unterstützt die Kontinuität von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung, indem eine konsistente glykobiologische Charakterisierung über verschiedene Studien hinweg ermöglicht wird.
- Verringert das Übersetzungsrisiko, indem Glykanstrukturen bestätigt werden, die für Wirksamkeits- und Sicherheitsendpunkte relevant sind.
Pipeline- und Workflow-Integration
Dieses automatisierte Glykan-Profilingsystem integriert sich in die Biopharma-Pipeline von der frühen Entdeckung bis zur präklinischen Forschung und verbindet analytische mit translationsorientierten Arbeitsabläufen.
- Entdeckungsbiochemie: Ermöglicht die hochdurchsatzfähige Überprüfung von Hypothesen zu Struktur-Funktions-Beziehungen von Glykanen und die Analyse von Signalwegen.
- Screening: Liefert reproduzierbare, quantitative Glykan-Auswertungen zur Unterstützung der Assay-Entwicklung und Verbindungsbewertung.
- Analytik: Erzeugt standardisierte Dotcode-Ausgaben und statistische Kenngrößen für robuste Vergleiche zwischen verschiedenen Bedingungen.
- Translationale Forschung: Ermöglicht die Zuordnung und Validierung von Biomarkern für krankheitsrelevante Glykoproteine.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Bietet eine skalierbare, benutzerfreundliche Plattform, die an unterschiedliche Protein- und Biomarker-Projekte angepasst werden kann.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert mechanistische Mehrdeutigkeiten bei der Glykosylierungsanalyse.
- Operationaler Wert: Automatisiert und standardisiert die Glykan-Profilierung, wodurch die Reproduzierbarkeit und Durchsatzleistung verbessert werden.
- Strategischer Wert: Beschleunigt Go/No-Go-Entscheidungen und verbessert die Kapitalnutzungseffizienz durch eine schnelle Qualitätsbewertung.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung und Weiterentwicklung von biotherapeutischen Kandidaten.
Durchführungsüberlegungen
- Erfordert Fachkenntnisse in der Glykowissenschaft und Interpretation analytischer Methoden.
- Benötigt Zugang zu automatisierten Geräten und kompatibler analytischer Infrastruktur.
- Setzt eine Standardisierung über Teamgrenzen hinweg für die Vergleichbarkeit von Daten und die Integration von Arbeitsabläufen voraus.
- Anpassbar an verschiedene rekombinante Proteinsysteme mit individuell gestaltbaren Lektin-Panels.
- Langzeitlagerung und Reproduzierbarkeit validiert mit einem Variationskoeffizienten von <10 %.
